IPv4-Subnetting
- Hosts pro Subnetz
- 2(32 − prefix) − 2 (/31: 2, /32: 1)
- Blockgröße
- 256 − (mask octet)
- Netzadresse
- IP AND Maske
- Broadcast-Adresse
- IP OR (NOT Maske): alle Host-Bits auf 1
- Subnetze aus n geliehenen Bits
- 2n
Rechnernetze: Lernpaket
Formelsammlungen, die wichtigsten Lösungsschritte zu jedem Thema und 6 Übungsaufgaben, mit vollständigen Lösungen am Ende.
1Formeln und Methoden
Zahlensysteme
- Stellenwerte
- binär 2k, oktal 8k, hex 16k
- Ins Dezimalsystem
- Σ dk·bk
- Aus dem Dezimalsystem
- durch die Basis teilen, die Reste von unten nach oben lesen
- Hex ↔ binär
- eine Hex-Ziffer = 4 Bits
- Zweierkomplement
- die Bits invertieren und 1 addieren
2Übungsaufgaben
1.IPv4-SubnettingMittel
Das Netz 192.168.10.0/24 soll in mindestens 4 gleich große Subnetze aufgeteilt werden. Wenn du so wenige Bits wie möglich leihst, wie viele nutzbare Hosts H hat jedes Subnetz?
192.168.10.0/244 subnets
H =
2.IPv4-SubnettingSchwer
Das Netz 192.168.78.0/24 wird mit VLSM für diese LANs aufgeteilt: A: 54 Hosts, B: 19 Hosts, C: 7 Hosts, D: 3 Hosts, E: 30 Hosts. Die Subnetze werden ab .0 aufwärts vergeben, das LAN mit den meisten Hosts zuerst, jedes mit dem kleinsten passenden Subnetz. Wie lautet das vierte Oktett x der Netzadresse von LAN D?
A: 54B: 19C: 7D: 3E: 30
x =
3.RechnernetzeMittel
Wie unterscheidet sich eine zustandsbehaftete (stateful) Firewall von einem einfachen Paketfilter?
- ASie verfolgt Verbindungen und lässt Antworten zu, die zu bestehenden Sitzungen gehören
- BSie verschlüsselt jedes weitergeleitete Paket
- CSie prüft nur die MAC-Adresse jedes Rahmens
- DSie blockiert ausnahmslos den gesamten eingehenden Verkehr, auch Antworten auf ausgehende Anfragen
4.RechnernetzeSchwer
Ein 8-Port-Switch (ohne VLANs) hat an jedem Port einen Host. Wie viele Kollisionsdomänen und Broadcast-Domänen gibt es?
- A1 Kollisionsdomäne, 8 Broadcast-Domänen
- B1 Kollisionsdomäne, 1 Broadcast-Domäne
- C8 Kollisionsdomänen, 8 Broadcast-Domänen
- D8 Kollisionsdomänen, 1 Broadcast-Domäne
5.ZahlensystemeMittel
Setze die Bits so, dass sie −19 im 8-Bit-Zweierkomplement speichern. Welchen Wert U hat das Muster, wenn man es als vorzeichenlose Zahl liest?
N = −198 bit
U =
6.ZahlensystemeSchwer
Setze die Bits auf das 8-Bit-Ergebnis von 0010 1001 OR 1101 0101. Welchen Wert R hat das Ergebnis dezimal?
0010 1001OR1101 0101
R =
3Lösungen
1.IPv4-Subnetting
Antwort: H = 62
IPv4-Subnetting: Eine Adresse hat 32 Bits. Das Präfix /p gibt an, wie viele führende Bits das Netz bezeichnen; die übrigen 32 − p Bits nummerieren die Hosts. Ein Subnetz hat 2³²⁻ᵖ Adressen, aber die erste (Netzadresse) und die letzte (Broadcast-Adresse) können keinem Host gegeben werden, also passen 2³²⁻ᵖ − 2 Hosts hinein. Ausnahmen: Ein /31 (Punkt-zu-Punkt-Verbindung, RFC 3021) nutzt beide seiner 2 Adressen für Hosts, und ein /32 ist eine einzelne Adresse (ein einzelner Host oder ein Loopback).
Zu leihende Bits
22 = 4 ≥ 4 → b = 2, /26
Hosts pro Subnetz
26 − 2 = 62
Antwort
H = 62
2.IPv4-Subnetting
Antwort: x = 144
VLSM: Jedes LAN erhält das kleinste Subnetz mit 2ʰ − 2 ≥ seiner Hostzahl, also das Präfix 32 − h. Vergibt man die größten Subnetze zuerst, liegt jeder Block auf einem Vielfachen seiner eigenen Größe, und die Netzadressen ergeben sich durch Addieren der Blockgrößen.
Blockgröße pro LAN
A: 54 Hosts → 26 = 64 (/26)
E: 30 Hosts → 25 = 32 (/27)
B: 19 Hosts → 25 = 32 (/27)
C: 7 Hosts → 24 = 16 (/28)
D: 3 Hosts → 23 = 8 (/29)
Vergabe, größte zuerst
A: .0 – .63
E: .64 – .95
B: .96 – .127
C: .128 – .143
D: .144 – .151
Antwort
x = 144
LAN D: 192.168.78.144/29.
3.Rechnernetze
Antwort: A · Sie verfolgt Verbindungen und lässt Antworten zu, die zu bestehenden Sitzungen gehören
Warum das die Antwort ist
Eine Stateful Firewall führt eine Tabelle aktiver Verbindungen, sodass Rückverkehr automatisch zugelassen wird. Ein zustandsloser Filter beurteilt jedes Paket isoliert.
Antwort
A · Sie verfolgt Verbindungen und lässt Antworten zu, die zu bestehenden Sitzungen gehören
4.Rechnernetze
Antwort: D · 8 Kollisionsdomänen, 1 Broadcast-Domäne
Warum das die Antwort ist
Jeder Switch-Port ist eine eigene Kollisionsdomäne, Broadcasts werden aber an alle Ports weitergeleitet, daher ist der ganze Switch eine Broadcast-Domäne. Ein Hub ergäbe jeweils eine.
Antwort
D · 8 Kollisionsdomänen, 1 Broadcast-Domäne
5.Zahlensysteme
Antwort: U = 237
Bits setzen: Jedes Bit hat den Wert einer Zweierpotenz (128, 64, …, 1). Eine Hexadezimalziffer entspricht genau vier Bits, und im 8-Bit-Zweierkomplement hat das linke Bit den Wert −128. Bitweise Operationen wirken auf jede Bitposition einzeln.
Invertieren und eins addieren
19 = 0001 0011
invertiert: 1110 1100
+1 → 1110 1101
Vorzeichenlos lesen
1110 1101₂ = 256 − 19 = 237
Antwort
U = 237
6.Zahlensysteme
Antwort: R = 253
Bits setzen: Jedes Bit hat den Wert einer Zweierpotenz (128, 64, …, 1). Eine Hexadezimalziffer entspricht genau vier Bits, und im 8-Bit-Zweierkomplement hat das linke Bit den Wert −128. Bitweise Operationen wirken auf jede Bitposition einzeln.
Bit für Bit
OR ergibt dort 1, wo mindestens ein Bit 1 ist.
0010 1001
OR 1101 0101
= 1111 1101
Wert des Ergebnisses
1111 1101₂ = 253
Antwort
R = 253
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